分布式脈沖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　FPGA脈沖調(diào)理板卡設(shè)計(jì)如圖4所示。

　　FPGA脈沖采集板卡實(shí)時(shí)采樣信號(hào)調(diào)理板卡輸出的脈沖信號(hào)，然后使用RS485串口向上位機(jī)(測(cè)控顯示計(jì)算機(jī))發(fā)送脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)，板卡中使用FLASH模塊存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)，當(dāng)設(shè)備意外斷電后，數(shù)據(jù)不會(huì)消失，具有存儲(chǔ)記憶功能。FLASH中實(shí)時(shí)存儲(chǔ)脈沖時(shí)間、脈沖種類、脈沖次數(shù)、標(biāo)識(shí)符等數(shù)據(jù)。板卡可接收上位機(jī)軟件發(fā)送的“開始測(cè)試”、“停止測(cè)試”、“數(shù)據(jù)上傳”、“復(fù)位”以及其他一些參數(shù)設(shè)備指令。當(dāng)收到開始測(cè)試指令時(shí)，板卡開始計(jì)時(shí)，并對(duì)各個(gè)信號(hào)到達(dá)時(shí)間進(jìn)行標(biāo)記。當(dāng)接收到復(fù)位指令時(shí)，板卡復(fù)位RST信號(hào)，經(jīng)J1傳送至CPCI背板，在傳至各個(gè)脈沖調(diào)理板卡，清除RS觸發(fā)器，使RS觸發(fā)器輸出0。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)上傳指令，板卡通過(guò)RS485串口通訊向上位機(jī)發(fā)送脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)。當(dāng)收到停止測(cè)試時(shí)，板卡結(jié)束計(jì)時(shí)，清除所有臨時(shí)緩存的測(cè)試數(shù)據(jù)。

　　1.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　軟件采用動(dòng)態(tài)加載模塊化的方式設(shè)計(jì)。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)安置1臺(tái)用于連接監(jiān)測(cè)系統(tǒng)嵌入式測(cè)試設(shè)備的PC機(jī)，軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)各臺(tái)測(cè)試設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)回放。數(shù)據(jù)采集軟件組成框圖如圖5所示。

　　采集軟件為每臺(tái)嵌入式采集設(shè)備分配一個(gè)副本模塊，該模塊由數(shù)據(jù)采集線程、錯(cuò)誤處理線程和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)線程組成。

　　錯(cuò)誤處理線程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)線程運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各類錯(cuò)誤，使用狀態(tài)機(jī)技術(shù)把錯(cuò)誤處理過(guò)程分為錯(cuò)誤捕捉、錯(cuò)誤存儲(chǔ)、錯(cuò)誤恢復(fù)和錯(cuò)誤查詢[3]。其中錯(cuò)誤恢復(fù)狀態(tài)下，把狀態(tài)分為警告、一般、嚴(yán)重、緊急等多種級(jí)別來(lái)恢復(fù)應(yīng)用程序到不同的等級(jí)下運(yùn)行^[4]。

　　數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)流程框圖如圖6所示。

　　主程序運(yùn)行后，軟件同步各級(jí)測(cè)試設(shè)備的起始計(jì)時(shí)，然后軟件開始接收各級(jí)測(cè)試數(shù)據(jù)，解析測(cè)試數(shù)據(jù)，在界面用表格方式顯示測(cè)試數(shù)據(jù)。若用戶點(diǎn)擊停止按鈕，軟件等待初始化完成后再停止測(cè)試，關(guān)閉程序，釋放內(nèi)存。若用戶點(diǎn)擊燈顯示按鈕，界面進(jìn)入模擬顯示面板，用戶通過(guò)各級(jí)選擇按鈕，顯示各級(jí)顯示情況，此時(shí)，程序同時(shí)也接收、解析各臺(tái)嵌入式測(cè)試設(shè)備上傳的測(cè)試數(shù)據(jù)。

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件設(shè)計(jì)流程框圖如圖7所示。

　　主程序初始化后，自動(dòng)建立以時(shí)間命名的數(shù)據(jù)表文件，然后等待用戶操作，接收數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，存取數(shù)據(jù)到文件指定的位置中。當(dāng)用戶點(diǎn)擊停止按鈕，便保存數(shù)據(jù)，調(diào)用文件關(guān)閉控件，釋放內(nèi)存。

2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　2.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件界面

　　軟件右側(cè)頂端可以進(jìn)行狀態(tài)選擇，針對(duì)不同型號(hào)狀態(tài)的火工品，事先配置好各個(gè)節(jié)點(diǎn)的定義，即每臺(tái)火工品等效器72路監(jiān)測(cè)點(diǎn)可配置相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)定義，與前面板LED燈的定義一致。

　　當(dāng)點(diǎn)擊開始運(yùn)行按鈕后，終端機(jī)向3臺(tái)等效器發(fā)送“01開始監(jiān)測(cè)”命令，3臺(tái)等效器收到命令后使能脈沖采樣，返回響應(yīng)數(shù)據(jù)，界面上3個(gè)指示燈亮起，表示開始監(jiān)測(cè)。

　　每臺(tái)等效器有測(cè)試時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間，測(cè)試時(shí)間是預(yù)先設(shè)置的，不同型號(hào)狀態(tài)的測(cè)試時(shí)間不同，最長(zhǎng)可設(shè)置72小時(shí)。運(yùn)行時(shí)間即開始采樣后的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間等于測(cè)試時(shí)間，表示一次正常測(cè)試完成，系統(tǒng)自動(dòng)停止監(jiān)測(cè)。軟件虛擬燈顯示界面如圖9所示。

　　2.2 數(shù)據(jù)回放界面

　　界面左側(cè)列表為以往實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存的文件格式，選中相應(yīng)數(shù)據(jù)文件讀取，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)以真實(shí)實(shí)驗(yàn)情況回放數(shù)據(jù)，以表格形式顯示在右側(cè)數(shù)據(jù)表中，脈沖間隔、脈沖次數(shù)都會(huì)以實(shí)際的間隔顯示，即一次實(shí)驗(yàn)若是持續(xù)1小時(shí)，數(shù)據(jù)回放完所有內(nèi)容的時(shí)間也是1小時(shí)，為了便于快速查詢數(shù)據(jù)，界面底部設(shè)置了回放速度調(diào)試旋鈕，最快可以10倍速回放一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3 結(jié)論

　　系統(tǒng)采用485通訊分布式部署嵌入式脈沖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)分布式測(cè)試需求，各臺(tái)嵌入式采集設(shè)備基于CPCI總線設(shè)計(jì)的分布式脈沖采集設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈沖信號(hào)的寬度、上升沿到達(dá)時(shí)間、下降沿到達(dá)時(shí)間、脈沖次數(shù)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和脈沖數(shù)據(jù)冗余備份。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全且可靠，為火箭試驗(yàn)測(cè)試和事后數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)追溯提供依據(jù)和保障。

參考文獻(xiàn)：

　　[1]陳樹學(xué),劉萱.LabVIEW寶典[M].北京：電子工業(yè)出版社,2011.

　　[2]楊高科.LabVIEW虛擬儀器項(xiàng)目開發(fā)與管理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

　　[3]楊樂(lè)平,李海濤,趙勇,等.LabVIEW高級(jí)程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001.

　　[4]劉君華.基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.

本文來(lái)源于中國(guó)科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第10期第69頁(yè)，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。